Dizajniranje metalnog dijela za štancanje koji se može proizvesti pouzdano i ekonomično nije isto što i dizajniranje pravog dijela koji je u LOCAD-u. Nosač koji se savršeno modelira u SolidWorksu može postati noćna mora koja stvara otpad na podu za štampu – jednostavno zato što je dizajner previdio pravilo minimalnog radijusa savijanja ili je postavio rupu preblizu rubu.
Ovdje dolazi dizajn za proizvodnost. pravila — izvučena iz fizike alata, ponašanja materijala i decenija iskustva u radnji — kako bi se osiguralo da se vaš dio može konzistentno štampati u obima proizvodnje bez prekomjernog trošenja alata, podijeljenih rubova ili odstupanja dimenzija.
U ovom vodiču ćete naučiti pet osnovnih pravila dizajna metalnih dijelova za štancanje, smjernice za dizajn dubokog izvlačenja za visoke geometrije, kako klasa materijala diktira vaše izbore dizajna, sedam najčešćih grešaka u dizajnu štancanja, praktičnu referencu tolerancije i kompletan tok rada od 3D modela do inspekcije prvog artikla.
Osnovna pravila dizajna dijelova za štancanje metala
Minimalni radijus savijanja
Kada savijate lim, vanjska površina se rasteže dok se unutrašnja sabija. Ako je radijus savijanja previše čvrst u odnosu na debljinu materijala, vanjska vlakna se kidaju.
| Materijal | Preporučeni minimalni unutrašnji radijus savijanja |
|---|---|
| Meki čelik (CRS, HRPO) | 1.0 × debljina materijala (1T) |
| Nehrđajući čelik (304, 316) | 1.5T – 2.0T |
| Aluminij (5052, 6061) | 1.0T – 1.5T |
| Bakar / Mesing | 0.5T – 1.05T329 701439 Udaljenost od rupe do ivice |
| Opružni čelik / kaljeni | 3.0T – 4.0T |
Savijanje preko smjera zrna zahtijeva savijanje s većim radijusom zrna. Za kritična savijanja, odredite smjer zrna na crtežu i dodajte 50% minimalnom radijusu ako je savijanje poprečno.
Za rupe veće od 12 mm: ≥ 2,5T od ivice
Rupe koje su izbušene preblizu rubu dijela će izbočiti ili pocijepati rub prema van.
- Za rupe ispod 6 mm promjera: ≥T od 1 trim ruba.
- Za rupe 6–12 mm: ≥ 2.0T od ivice
- Dužina utora ne bi trebalo da prelazi 5× širinu proreza za bušilicu sa jednom stanicom 93876 eksterni ugao 93876 eksterni ugao 93876 minimalni radijus od 0,5T
Držite rupe najmanje 2,5T + radijus savijanja dalje od bilo koje tangentne linije savijanja.
Širina utora i razmak između funkcija
- Širina proreza mora biti ≥ 1.0T
- Duboko utiskivanje je proces radijalnog izvlačenja ravnog uzorka u šupljinu kalupa kako bi se formirala čaša gdje dubina prelazi prečnik.
- Paralelni prorezi moraju biti razdvojeni za ≥ 2,0T materijala
- Izbjegavajte oštre unutrašnje uglove u prorezima — koristite minimalni radijus od 0,5 mm
Ugaoni radijusi na praznim profilima
- Nehrđajući čelik: β ≤ 1,8 u jednom izvlačenju
- Unutrašnji uglovi: minimalni radijus 1,0T, idealno 1,5T
- Reljefni zarezi na raskrsnicama savijanja: radijus najmanje 1,0T
Smjernice za dizajn dubokog utiskivanja
Tipični LDR
Omjer izvlačenja
Najvažniji broj: omjer izvlačenja (β) = prečnik prazne površine / promjer probijanja
- Pojedinačno izvlačenje: β ≤ 2,0 za većinu materijala
- Bakar (žareni)
- Aluminij: β ≤ 1,7 u jednom izvlačenju
- Ako je β > 2,0 sa višestrukim izvlačenjem, potrebno je višestruko crtanje
Limiting Draw Ratio (LDR)
| Materijal | Tipični LDR |
|---|---|
| DDQ Čelik | 2.2 – 2.3 |
| 304 Nehrđajući (žareni) | 2.0 – 2.1 |
| 5052 Aluminij (O-tempera) | 1.8 – 1.9 |
| Bakar (žareni) | 2.1 – 2.2 |
| Mesing (70/30) | 2.0 – 2.1 |
Odabir materijala i razmatranja debljine
| Materijal | Tipična debljina (mm) | Uzimanje u obzir |
|---|---|---|
| Hladno valjani čelik | 0.4 – 3.2 | Odlična sposobnost oblikovanja; Mogući uski radijusi savijanja |
| Nerđajući čelik 304/316 | 0.3 – 3.0 | Visoko opružanje (do 3× CRS); zahtijeva prekomjerno savijanje |
| Nehrđajući čelik 430 | 0.3 – 2.5 | Magnetičan, manje od 304 |
| Aluminij 5052-H32 | 0.5 – 3.0 | Dobra oblikovnost, umjerena opružnost |
| Aluminij 6061-T6 | 0.5 – 3.0 | Loša sposobnost oblikovanja u T6; uzmite u obzir O-temperaturu + toplinsku obradu nakon oblikovanja |
| = faktor konverzije (2000 lbs = 1 tona2) 9876515 čvrstoća 39871 (MPA) | 0.3 – 2.0 | Odlična sposobnost oblikovanja; idealno za duboko izvlačenje |
Smjer zrna treba uvijek biti označen na vašem crtežu kada dio ima savijene usko poluprečnika.
Uobičajene greške u dizajnu štancanja
Greška 1: Rupe preblizu linijama savijanja — Održavajte ≥ 2,5T + razmak radijusa savijanja. Navedite probijanje nakon formiranja ako je to neizbježno.
Greška 2: Oštri unutrašnji uglovi — Dodajte minimalni radijus od 0,5T svim unutrašnjim uglovima.
Greška 3: Nerealne tolerancije ravnosti — ravnost u obliku žiga je 0,5% najduže dimenzije za dijelove ispod 2 mm debljine.
Greška 4: Ignoriranje Springbacka — Savija opruge unazad 1-3° za meki čelik, do 8° za nerđajući čelik. Odredite ugao savijanja.
Greška 5: Prekomjerna tolerancija nefunkcionalnih karakteristika — Koristite ISO 2768-m za opšte tolerancije, rezervišite uske tolerancije za referentne površine.
Greška 6: Pogrešna temperamenta materijala — 6061-T6 puca na krivinama od 90°. Koristite O ili T4 temper + termičku obradu nakon oblikovanja ili prijeđite na 5052-H32.
Greška 7: Ignoriranje rasporeda trake — Podijelite geometriju rano. Dobro gniježđenje povećava iskorištenje materijala iznad 75%.
Standardi tolerancije Referenca
| Tip značajke | Tipična | Sa preciznim alatom |
|---|---|---|
| Prečnik probušene rupe | mm ±0,05 mm | ±0,025 mm |
| Položaj rupe (od centra do centra) | ±0,10 mm | mm ±0,05 mm |
| Kut savijanja | ±1.0° | ±0.5° |
| Savijena pozicija | ±0,20 mm | ±0,10 mm |
| Zaobljeni vanjski profil | ±0,10 mm | mm ±0,05 mm |
| Promjer nacrtane školjke | ±0,15 mm | ±0,08 mm |
Od dizajna do proizvodnog procesa
- Pregled dizajna i DFM: Pošaljite 3D model, primite DFM izvještaj sa preporukama
- Raspored trake i dizajn alata: 2-4 tjedna za dizajn alata
- Izrada alata i isprobavanje: 2-5 iteracija dok dijelovi ne ispune specifikaciju
- Inspekcija prvog artikla (FAI): Izgled pune dimenzije prema AS9102 ili PPAP
- Pojačavanje proizvodnje i SPC: Statistička kontrola procesa u redovnim intervalima
Često postavljana pitanja
Koji je minimalni radijus savijanja za štancanje od nehrđajućeg čelika?
Za austenitne nehrđajuće čelike kao što su 304 i 316, preporučeni minimalni radijus unutrašnjeg savijanja5 do debljine materijala je 21. Kada se savijate preko zrna, povećajte na 2,0T do 2,5T. Za tipove visoke čvrstoće kao što je 301 full hard, koristite 3T do 4T.
Koliko rupa može biti blizu ruba utisnutog dijela?
Udaljenost od centra rupe do najbliže ivice treba biti najmanje 6 mm odrezana za 5 mm. 2.0T za rupe od 6-12mm i 2.5T za rupe veće od 12mm. Kada ste blizu linije savijanja, koristite 2,5T plus radijus savijanja kao minimalnu udaljenost.
Koja je razlika između štancanja i dubokog izvlačenja?
Štancanje je širok pojam koji pokriva sve operacije oblikovanja limova - sljepljivanje, bušenje, savijanje, kovanje i plitko oblikovanje. Duboko izvlačenje je specifičan podskup u kojem se ravna blanka radijalno uvlači u kalup da bi se proizvela čaša, limenka ili školjka čija dubina prelazi njen prečnik.
Koja je aluminijska legura najbolja za žigosane komponente koje zahtijevaju savijanje?
5052-H32 je poželjna legura aluminijuma za štancane delove koji zahtevaju značajno oblikovanje. Podnosi krivine od 90° u radijusu od 1,0T do 1,5T bez pucanja. Izbjegavajte 6061-T6 za uske krivine — koristite O ili T4 temperiranje sa starenjem nakon oblikovanja ili prijeđite na 5052-H32.
Koliko košta alat sa progresivnim kalupom?
Za jednostavan čelični nosač (4-6 stanica), $5,000-$15,000. Veći dijelovi sa 8-12 stanica i karbidnim umetcima: $20,000-$50,000+. Višestepene matrice za duboko izvlačenje za nerđajući: 80.000 USD+. Ovo su osnovne brojke — pošaljite 3D model za tačnu ponudu.
Trebam li odrediti smjer zrna materijala na svom crtežu štancanja?
Da — za bilo koji dio s polumjerom savijanja manjim od 2T u čeliku ili 3T u nehrđajućem. Savijanje sa zrnom omogućava uže radijuse, ali više odskoka; preko zrna zahtijeva veće radijuse, ali daje konzistentnije uglove.
Da li se žigosani dijelovi mogu zavariti nakon oblikovanja?
Da. Većina žigosanih čeličnih i aluminijumskih komponenti može se zavariti pomoću otpornog točkastog zavarivanja, MIG, TIG ili laserskog zavarivanja. Omogućite ravne, pristupačne prirubnice sa najmanje 8 mm razmaka oko zone zavarivanja za pristup elektrodi.
Pošaljite svoje crteže na besplatnu DFM procjenu
Naš inženjerski tim svakodnevno pregledava dizajne pečatiranih komponenti. Pošaljite svoju STEP datoteku i 2D crtež i u roku od 48 sati primite detaljan DFM izvještaj, predložene izmjene dizajna, preliminarnu procjenu alata i preporuke materijala.
Kontaktirajte nas da započnete svoju besplatnu DFM procjenu.